火電廠電氣綜合自動化系統設計

楊德校

摘 要：本文研究的主要內容是火電廠分布式控制系統，從分布式控制設計的相關理論出發，研究了基于相臂的硬件管理器設計方案，這在火電廠實際生產綜合自動化管理上有著很大的發展前景。

關鍵詞：電氣控制系統；分布式控制系統；數據通信

一、分布式控制設計

分布式數字控制系統的結構大致可以用下圖來表示：

火電廠電氣綜合自動化系統中的硬件管理器主要是用來控制并實時監控通信接口和功率模塊的運行情況，并根據這些實時傳輸的數據來對系統進行深入分析，保證其可靠高效運行。現階段有關硬件管理器性能提高的技術有很多，但就實際效果來看基于相臂的硬件管理器在使用過程中表現最佳。

二、發變組保護配置分析

（一）發電機匝間保護方式選擇問題?，F階段在理論界有關發電機相間短路、匝間短路等最佳保護方式探討中，支持最多的當屬配置橫差保護。但由于大多數電廠機組的每相繞組均是按照兩相并聯設計的，導致中性點處有三個引出端子。這種結構就是的我們在實際應用過程中，不能進行配置橫差保護。所以當前國內很多機組都是采用其他匝間保護方式，來限制因定子線圈匝間短路而燒壞鐵芯的情況，縱向零序電壓保護是目前使用較為廣泛的一種匝間保護方式。

（二）轉子接地保護。一點接地最大的威脅就在于，它會使得整個轉子電壓分布發生變化，進而非常容易引起兩點接地。所以我們必須要對發電機組轉子接地保護進行深入研究。通常情況下，發變機組會配置一套切換采樣轉子接地保護系統，而勵磁系統則會安裝一套注入式轉子接地保護系統。雖然為了能夠可靠實現轉子接地保護，兩套保護系統均會配置，但它們直接存在著相互干擾的關系，所以在實際運行過程中，兩者只能同時運行一套。

三、基于相臂的硬件管理器設計

基于相臂的硬件管理器是當前該領域的重點研究課題，這種硬件管理器在實際使用中，既要注重系統運行靈活性，同時也要保證系統能夠從根本上簡化整個發電的控制和通信過程。干擾對于電路實際運行過程影響非常大，任何細微的干擾都有可能導致整個發電系統崩潰。我們在對干擾進行研究時，不僅要分析控制干擾的方法，同時還要對其產生機理進行深入研究，以期能夠找尋根本解決干擾的方式。就目前的研究結果來看，PEBB模塊中最容易受到干擾影響的是其控制芯片。所以我們在設計并制作電路板時，一定要將DSP和PLD等芯片遠離干擾源。同時控制芯片的供電電路一定要配置去耦電容，保證所有與芯片直接聯系的控制信號均與去耦電容共用一個接地點，只有這樣設計才能夠盡可能的實現去耦目標。

四、應用管理器設計

對于硬件管理器而言，其主要控制對象就是整個系統的底層硬件。應用管理器的存在保證了系統控制算法和邏輯更加具有針對性，本文在結構上將應用管理器分為三大塊：DSP芯片，PLD邏輯器件以及光線網絡通訊接口。其中使用的DSP芯片是ADSP21062，之所以使用這種芯片，是為了提高應用管理器的計算量。應用管理器的運行流程為：

應用管理器DSP對硬件管理器的控制是由中斷服務程序來執行的，如果應用管理器DSP測量到SYNC模塊中有較大信號，那么DSP就會啟動中斷操作。

五、分布式系統上層網絡設計

相較于普通意義上的電力電子系統而言，分布式電力電子系統中的DC/DC、DC/AC、AC/AC變流器是廣泛分布于大型自動控制系統直流母線當中的。系統所需要執行的每一個操作，均是由這些變流器共同協作完成的。很多情況下，系統運行穩定性以及變流器通信效率都與系統最上層通訊網絡結構有著直接關系。系統中變流器運行方案就是通過該網絡實現相互連接，并在以太網技術的基礎之上不斷優化而得。，

結語：火電廠電氣綜合自動化系統構建是一個非常復雜的工程，它涉及到多方面學科，譬如，電氣、通信、自動化等等。本文只是將該系統中的幾個重要組成部分進行了簡單介紹，很多細節上的內容并沒有進行更為深入的研究。在今后的工作中，筆者將繼續致力于該領域的研究工作，以期能夠獲得更多有價值的研究成果。

參考文獻：

[1] 劉亞. 發電廠電氣綜合自動化系統設計原理與應用[J]. 科技創新與應用，2013，22：21.

[2] 姜國軍. 發電廠電氣綜合自動化系統的設計與應用[J]. 黑龍江科技信息，2013，27：31.